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Ereignishorizont

Schwarze Löcher, wohl die mysteriösesten Objekte im All: Entstehung, Geometrie, Dynamik, Quantenaspekte
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Re: Ereignishorizont

Beitrag von Skeltek » 26. Sep 2017, 06:07

FKM hat geschrieben:
25. Sep 2017, 19:20
Andreas Müller, Lexikon der Astronomie hat geschrieben:Gelangt nun ein Beobachter auf einer Geodäte hinter (?) den Cauchy-Horizont, so wird er Zeuge, wie die gesamte Geschichte der Außenwelt in Zeitraffer abläuft. Denn er erreicht eine Region unendlicher Blauverschiebung. Dummerweise wird er dann auch von einem energetisch betrachtet unendlichen Strahlungsblitz getroffen.
Wenn dieser ins SL gefallene Beobachter am inneren EH also die "gesamte Geschichte der Außenwelt" im Zeitraffer erlebt, dann müsste er auch das Schrumpfen des SL erleben. Er wird natürlich nichts davon haben, weil er dann spaghettisiert und zerstrahlt worden ist.
Nett, aber absoluter Quatsch und schwachsinnig. Der Beobachter müsste knapp unter dem EH einfrieren und sich dann gar nicht mehr bewegen.
Wie soll er die gesamte Zukunft erleben, wenn er selbst seine Position unter dem EH halten kann?
Der ganze Mist resultiert daraus, dass Leute, die das 'Festfrieren' der scheinbaren Position des Astronauten am EH falsch verstehen oder keinen Sinn für Pädagogik und deren Konsequenzen haben, es den Kindern oder Physik-Laien falsch erklären.
Der am oder unter dem EH befindliche Astronaut erfährt keine unendliche Zeitdilatation - außerdem müsste er aufhören zu fallen und durch seine 'lokal unendliche Geschwindigkeit' eine unendliche Zeitdilatation zu bekommen um eine 'unendliche' Blauverschiebung selbst zu erleben.
Der Astronaut erfährt am EH selbst kein 'Festfrieren'.
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Re: Ereignishorizont

Beitrag von Timm » 26. Sep 2017, 10:32

Cauchy-Horizonte sind ziemlich exotisch und offenbar auch unstabil. Übereinstimmend mit dem statischen SL sind sie lichtartig, haben aber auf der einen Seite raumartige und auf der anderen zeitartige geschlossene Schleifen.

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Re: Ereignishorizont

Beitrag von seeker » 26. Sep 2017, 16:16

Sorry falls ich den Thread in eine andere Richtung lenke, aber ich wollte dazu nicht extra etwas Eigenes aufmachen...

Mir sind folgende Fragen in den Sinn gekommen:

1. Wie leer ist eigentlich der Bereich zwischen EH und Singularität?

a) Felder tragen Energie, Energie ist nach Einstein gleichbedeutend mit Masse. Wenn ich mich richtig erinnere ist das auch bei Gravitationsfeldern so und dass die dadurch auf gewisse Weise sogar sozusagen selbstverstärkend wirken können. Falls ja: Welcher Anteil der Masse eines SLs steckt in seinem Feld, insbesondere wenn man sich das abstandsabhängig von seinem Zentrum anschaut? Wie ist das sehr nahe am Zentrum? Gibt es einen Abstand zu der Singularität, ab dem mehr Masse im Feld steckt, als in der Materie?

b) Entsteht so etwas wie Hawking- oder Unruhstrahlung auch hinter dem EH, wenn man diesen Bereich semiklassisch betrachtet? Kann die von r abhängige immer extremer werdende Krümmung oder der enorme Krümmungsgradient zur Teilchenbildung führen? Falls ja: Könnte so ein dynamischer Prozess -in seiner Dynamik- verhindern, dass sich alle Materie exakt im Zentrum des Sls versammelt? Könnte so ein Prozess womöglich sogar verhindern, dass sich ein punktförmiges Masse-Zentrum des SLs ausbilden kann, schon Größenskalen über der Plancklänge (wo dann eh wegen der Unschärfe davon auszugehen ist)?

2. Verletzt die Bildung eines EH bei einem SL die Zeit-Impuls-Symmetrie?

Gemeint ist damit folgendes: Wenn ich normalerweise Teilchen in einem Raumbereich zusammenfallen lasse, dann habe ich am Anfang vieleicht eine Teilchen-Wolke gehabt und habe am Ende einen massigen Brocken: Teilchenwolke -> Massebrocken. Das kann ich auch umdrehen: Ich kann den Teilchen des Massebrockens den Umgekehrten Impuls geben und erhalte den rückwärts laufenden Prozess: Massebrocken -> Teilchenwolke, ich kann also die Zeit sozusagen umkehren indem ich die Impulsrichtungen umdrehe, es herrscht Symmetrie. Bei einem SL (bei seiner Bildung) funktioniert das anscheinend nicht mehr, spätestens sobald ein EH da ist, weil die Teilchen innerhalb des EH auch beim Umdrehen des Impulses nicht mehr entkommen können, dieser Prozess ist also asymmetrisch, unumkehrbar. Was meint ihr dazu? Das ist so - oder?
Gleichzeitig scheint es keine weißen Löcher zu geben. D.h. wir haben hier zumindest eine seltsame Koinzidenz vorliegen: Die Bildung von SLs und der Zeitpfeil zeigen in dieselbe Richtung. Man könnte sogar die Richtung des Zeitpfeils dadurch definieren: Die Zeit vergeht in der Richtung, in der sich SLs bilden! Vielleicht ist es auch mehr als eine Koinzidenz (eine reine Koinzidenz ist ein Zusammenfallen von Ereignissen oder Begebenheiten, die auch akausal, rein zufällig sein kann)... steckt da womöglich mehr dahinter?
Grüße
seeker


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Re: Ereignishorizont

Beitrag von Timm » 26. Sep 2017, 18:48

seeker hat geschrieben:
26. Sep 2017, 16:16

1. Wie leer ist eigentlich der Bereich zwischen EH und Singularität?
Die Schwarzschild-Lösung ist eine eine Vakuumlösung, das Oppenheimer-Snyder Modell enthält während des Kollapses der Staubwolke Materie, danach Vakuum und das "reale SL", das die Singularität vermeidet, im Zentrum Materie in einem unbekannten Zustand.
seeker hat geschrieben:
26. Sep 2017, 16:16
2. Verletzt die Bildung eines EH bei einem SL die Zeit-Impuls-Symmetrie?
Ich werde leider nicht draus schlau, was du meinst. Eine Zeit-Impuls-Symmetrie kenne ich nicht, hast du eine Referenz?

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Re: Ereignishorizont

Beitrag von Analytiker » 26. Sep 2017, 18:51

seeker hat geschrieben:
26. Sep 2017, 16:16


1. Wie leer ist eigentlich der Bereich zwischen EH und Singularität?

a) Felder tragen Energie, Energie ist nach Einstein gleichbedeutend mit Masse. Wenn ich mich richtig erinnere ist das auch bei Gravitationsfeldern so und dass die dadurch auf gewisse Weise sogar sozusagen selbstverstärkend wirken können. Falls ja: Welcher Anteil der Masse eines SLs steckt in seinem Feld, insbesondere wenn man sich das abstandsabhängig von seinem Zentrum anschaut? Wie ist das sehr nahe am Zentrum? Gibt es einen Abstand zu der Singularität, ab dem mehr Masse im Feld steckt, als in der Materie?

b) Entsteht so etwas wie Hawking- oder Unruhstrahlung auch hinter dem EH, wenn man diesen Bereich semiklassisch betrachtet? Kann die von r abhängige immer extremer werdende Krümmung oder der enorme Krümmungsgradient zur Teilchenbildung führen? Falls ja: Könnte so ein dynamischer Prozess -in seiner Dynamik- verhindern, dass sich alle Materie exakt im Zentrum des Sls versammelt? Könnte so ein Prozess womöglich sogar verhindern, dass sich ein punktförmiges Masse-Zentrum des SLs ausbilden kann, schon Größenskalen über der Plancklänge (wo dann eh wegen der Unschärfe davon auszugehen ist)?

2. Verletzt die Bildung eines EH bei einem SL die Zeit-Impuls-Symmetrie?

Gemeint ist damit folgendes: Wenn ich normalerweise Teilchen in einem Raumbereich zusammenfallen lasse, dann habe ich am Anfang vieleicht eine Teilchen-Wolke gehabt und habe am Ende einen massigen Brocken: Teilchenwolke -> Massebrocken. Das kann ich auch umdrehen: Ich kann den Teilchen des Massebrockens den Umgekehrten Impuls geben und erhalte den rückwärts laufenden Prozess: Massebrocken -> Teilchenwolke, ich kann also die Zeit sozusagen umkehren indem ich die Impulsrichtungen umdrehe, es herrscht Symmetrie. Bei einem SL (bei seiner Bildung) funktioniert das anscheinend nicht mehr, spätestens sobald ein EH da ist, weil die Teilchen innerhalb des EH auch beim Umdrehen des Impulses nicht mehr entkommen können, dieser Prozess ist also asymmetrisch, unumkehrbar. Was meint ihr dazu? Das ist so - oder?
Gleichzeitig scheint es keine weißen Löcher zu geben. D.h. wir haben hier zumindest eine seltsame Koinzidenz vorliegen: Die Bildung von SLs und der Zeitpfeil zeigen in dieselbe Richtung. Man könnte sogar die Richtung des Zeitpfeils dadurch definieren: Die Zeit vergeht in der Richtung, in der sich SLs bilden! Vielleicht ist es auch mehr als eine Koinzidenz (eine reine Koinzidenz ist ein Zusammenfallen von Ereignissen oder Begebenheiten, die auch akausal, rein zufällig sein kann)... steckt da womöglich mehr dahinter?
Das sind sehr viele Fragen, die nur umfassend im Rahmen einer konsistenten Theorie der Quantengravitation beantwortet werden können. Eine konsistente QGT (Quantengravitationstheorie), die sich bewährt hat, liegt bisher nicht vor.

Man kann Schwarze Löcher aber klassisch und semiklassisch betrachten. Bei der semiklassischen Betrachtung von Hawking stößt man auf einen Verdampfungsprozess. Es erfordert schon einen enormen Rechenaufwand, die Kollision Schwarzer Löcher rein klassisch zu simulieren, wovon die Gravitationswellenforscher profitieren.

Klassisch haben Schwarze Löcher keine Haare, sondern höchstens drei Eigenschaften, nämlich Masse, Drehimpuls und Ladung, wobei geladene Löcher wohl nicht in der Natur vorkommen. Die Masse ist in einer Singularität konzentriert, entweder punkt- oder ringförmig. Alles andere ist Vakuum. In einem Loch dominiert die Krümmung der Raumzeit, selbst wenn Materie hineinfällt.

Klassische Schwarze Löcher liegen in der Zukunft. Aus Ihnen kann keine Information zu uns gelangen. Die Lichtkegel sind alle Richtung Singularität gekippt. Rotierende Schwarze Löcher vom Kerr-Typ sind wesentlich schwerer zu analysieren als Löcher von Schwarzschild-Typ.

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Re: Ereignishorizont

Beitrag von seeker » 26. Sep 2017, 19:47

Ich hatte halt gehofft, dass man semiklassisch schon ein paar Dinge sagen kann, Analytiker.
Timm hat geschrieben:
26. Sep 2017, 18:48
Ich werde leider nicht draus schlau, was du meinst. Eine Zeit-Impuls-Symmetrie kenne ich nicht, hast du eine Referenz?
Ich hoffte mein Gedankengang würde klar.
Ich beziehe mich im Grunde auf das hier:
https://de.wikipedia.org/wiki/Zeitumkehr_(Physik)

Wir beobachten keine SLs, die expandieren und sich in Materiewolken auflösen, Materiewolken können aber im Prinzip ein SL bilden, wir könnten das prinzipiell beobachten, wir beobachten aber keine Anti-SLs also keine weißen Löcher, warum nicht? Verletzt die reale Bildung von SLs mit EH die T-Symmetrie?

P.S.:
Ich hab meine Frage gefunden, hier: :)
https://en.wikipedia.org/wiki/T-symmetr ... lack_holes
Grüße
seeker


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Re: Ereignishorizont

Beitrag von FKM » 26. Sep 2017, 22:44

tomS hat geschrieben:
25. Sep 2017, 19:55
Zu dem folgenden sollte man Andreas mal nach den Gleichungen fragen. Es ist aber irrelevant, da wir immer nur vom äußren EH sprechen.
OK, dann starte ich einen neuen Thread.

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Re: Ereignishorizont

Beitrag von Skeltek » 27. Sep 2017, 09:21

@seeker: Die Energie steckt bei normaler Materie doch auch in dem Gravitationsfeld.
Man kann den Energiegehalt nach E=mc² lediglich von außerhalb des betrachteten Sphäroids betrachten denke ich. Zur Singularität hin hat schließlich jedes Teilchen potentiel unendlich viel Lageenergie.
Wie viel potentielle Energie in einem Areal steckt ist eigentlich irrelevant und nicht definierbar; was zählt ist, wie viel Energie davon außerhalb des Sphäroids genutzt werden kann, was denke ich von dem Verhältnis von dort gefangenem Impuls und der Energie abhängt.
Der Schlüssel zum Gravitationsfeld innerhalb des EHs wird wohl in der Impulsflußdichte und entsprechendem Vektorfeld liegen. Da hier Impuls nur nach Innen fließt.

Frage mich gerade inwieweit die Materiebei einem rotierenden SL gleichmäßig auf den Singularitäts-Ring verteilt ist, das erschiene mir höchst instabil. Ist es vorstellbar, dass geringste Dichteschwankungen des Ringes sich aufschaukeln oder ähnliches? Wo auch immer die Energie für das Verlassen des Aequilibriums auch herkommen mag...
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